卓新軍

摘 要：只有對公路橋梁施工中PHC管樁施工質(zhì)量嚴格把關(guān)，并重視和有效控制技術(shù)問題，才能將控制管理整個公路橋梁工程項目實施落實到位。因此，進一步科學有效控制公路橋梁工程施工中PHC管樁應(yīng)用管理問題，是現(xiàn)如今公路橋梁施工人員亟待解決的重要問題。本文針對公路橋梁施工中PHC管樁的應(yīng)用特點、制作、施工準備、施工技術(shù)要點等方面的內(nèi)容，旨在為今后公路橋梁施工中PHC管樁的應(yīng)用管理提供經(jīng)驗和指導。

關(guān)鍵詞：PHC管樁；公路橋梁；應(yīng)用

1 前言

現(xiàn)階段公路橋梁工程施工存在較為繁復的管理程序，并且包括多方面的內(nèi)容，必須在整個項目中管理工程質(zhì)量、安全、進度等內(nèi)容。建設(shè)公路橋梁工程，其中一項最為重要的內(nèi)容是公路橋梁施工中PHC管樁的應(yīng)用，并且只有通過相關(guān)技術(shù)措施才能保證穩(wěn)定有效開展項目的施工。公路橋梁施工中PHC管樁的應(yīng)用必須更新技術(shù)，提高技術(shù)管理的水平，以便有效開展公路橋梁工程項目建設(shè)，并且在具體的施工過程中引進最新的先進技術(shù)。筆者針對公路橋梁施工中PHC管樁的應(yīng)用，從PHC管樁的應(yīng)用特點、制作、施工準備、施工技術(shù)要點等方面的內(nèi)容進行了深入分析和研究，旨在為今后公路橋梁施工中PHC管樁的應(yīng)用管理提供經(jīng)驗和指導。

2 管樁在公路橋梁中的應(yīng)用特點

PHC管樁即高強預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，近年來在我國工程項目中應(yīng)用廣泛，于1993年被我國建設(shè)部列入科技成果重點推廣項目之一；高速公路橋梁工程中常用的PHC管樁的外徑為300～600mm，壁厚55～130mm，管樁每節(jié)節(jié)長為5～13m。

從工程實踐的經(jīng)驗來看，PHC管樁與傳統(tǒng)采用的鉆孔灌注樁或人工挖孔樁等技術(shù)相比，具有耐壓力強、耐打擊性強、承載力大、抗震能力好、成本低廉等優(yōu)勢，同時PHC管樁大多采取工廠化定制生產(chǎn)模式，其質(zhì)量有所保障，近年來在我國高速公路橋梁工程項目中成功應(yīng)用。

3 管樁在公路橋梁中的施工工藝技術(shù)

3.1 PHC管樁的制作

一般制作PHC管樁可采取后張法及先張法兩種工藝手段，我國應(yīng)用先張法工藝較為常見，其工藝流程主要包括了混凝土制備、制作鋼筋籠、布料合模、預(yù)應(yīng)力張拉、離心成型、蒸壓養(yǎng)護等幾大環(huán)節(jié)。

（1）混凝土制備。PHC管樁所用的水泥強度一般為大于42.5級的硅酸鹽水泥，選用5～20mm的粗骨料，強度不低于150MPa；同時控制細骨料的細度模式在2.6～3.3范圍內(nèi)，含砂率為32%～36%左右，混凝土坍落度控制為3～5cm。

（2）制作鋼筋籠。鋼筋籠的原料為預(yù)應(yīng)力筋，將其實施高精度切斷，再利用自動滾焊切削機進行滾焊操作，完成制籠。

（3）布料合模。布料合模主要采用具有電子計量和螺旋輸送功能的布料機，將混凝土均勻地投放到鋼模中，操作時注意均勻地控制PHC樁的管節(jié)壁厚度，布料制作完畢后，再進行合模。

（4）預(yù)應(yīng)力張拉和離心成型。進行預(yù)應(yīng)力張拉的主要設(shè)備是千斤頂，將其固定在端頭板位置；在實施離心成型操作時，分別進入低速、中速和高速3個循序漸進的階段，利用離心力的作用擠壓混凝土，將多余的空氣與水分排到外壁；根據(jù)管樁的直徑要求及混凝土自身的坍落度情況等，確定離心成型工藝的操作時間長短，注意這一過程保證管樁外壁的均勻性和光滑度。

（5）蒸壓養(yǎng)護。蒸壓養(yǎng)護包括高溫蒸壓與初級蒸壓兩大步驟，高溫蒸壓養(yǎng)護的施工作業(yè)條件為：蒸汽溫度180℃，蒸汽壓力1.0Mpa，在高溫高壓環(huán)境下持續(xù)養(yǎng)護管樁混凝土約10h；初級蒸壓養(yǎng)護的施工作業(yè)條件為：常溫常壓環(huán)境，管樁混凝土達到脫模要求時，將已經(jīng)脫模的管樁移到水池中，持續(xù)養(yǎng)護管樁混凝土約15d，完成管樁制作。

3.2 PHC管樁施工前的準備

（1）做好“三通一平”工作。三通即“水通、電通、路通”，一平即“場地平整”。場地平整的區(qū)域范圍一般為公路橋梁工程基礎(chǔ)以外的4～6m；如果場地為松軟土性質(zhì)，還需施工作業(yè)前進行夯實處理；如果場地無法承擔相應(yīng)的地基承載力，不能滿足樁機設(shè)備的作業(yè)要求，需要在正式施工前采取一定的加固處理措施，確保樁機正常作業(yè)，減少發(fā)生不均勻沉降問題的可能性。

（2）放線定位。放線定位主要包括了樁基軸線和水準基點的設(shè)置。其中，樁基軸線的設(shè)置，應(yīng)當以國家三角網(wǎng)控制點引入，并利用光電測距儀或精密水準儀進行多次復測，以保證放線定位的準確；水準基點的設(shè)置，則是在每根管樁入土以后，根據(jù)設(shè)計規(guī)范要求在施工區(qū)域附近設(shè)置8個及以上的水準基點，每個水準基點的距離宜在15m以上，以盡量降低施工過程中因振動效應(yīng)或擠土效應(yīng)對樁位準確性帶來的影響。

3.3 PHC管樁的施工技術(shù)要點

PHC管樁施工可運用錘擊沉樁和靜力壓樁兩種方法。應(yīng)用靜力壓樁法施工時不會產(chǎn)生過多的振動噪聲，能較好地滿足環(huán)境保護要求，且樁體的頂部完整，但是這種施工方法對場地地面承載力的要求較高，施工造價水平也較高，目前施工中實際使用較少；采用錘擊沉樁法施工時，施工效率較高、施工造價水平低，對場地地面承載力的要求也較低，但是沉樁過程中會產(chǎn)生一定的振動噪音，對周邊環(huán)境產(chǎn)生影響。以下將對錘擊沉樁法的施工技術(shù)要點作具體闡述：

（1）起吊、搬運與堆放。在起吊PHC管樁之前，需要先確定PHC管樁的混凝土強度是否達到吊運的要求，不可低于設(shè)計標號的70%；一般起吊PHC管樁需要設(shè)置兩個支點，如果管樁的長度較長，則根據(jù)實際情況增設(shè)支點；PHC采用軌道平板車或者超長平板拖車搬運，注意運輸過程中穩(wěn)固綁扎樁體，確保每個支點能均勻受力，保持搬運的平衡。另外，堆放管樁的場地盡量選擇沉樁施工現(xiàn)場附近，保證場地寬敞、平整，具有防水措施。

（2）樁錘的選擇?？茖W選擇樁錘，是影響錘擊沉樁法施工作業(yè)質(zhì)量的關(guān)鍵要素；一般選擇的樁錘設(shè)備需滿足如下技術(shù)參數(shù)：PHC管樁的最后貫入度約在2～4mm/擊；沉樁時管樁的破損率宜控制在1%左右，最多不得超過3%；每根PHC管樁的錘擊數(shù)應(yīng)控制在1500～2500擊以內(nèi)。通常情況下，宜采用施工速度快、錘擊能量大的柴油錘進行沉樁施工。

（3）沉樁作業(yè)。PHC管樁實施沉樁作業(yè)時，需要先對動力機械、樁錘、樁架等主要設(shè)備進行檢測，確保質(zhì)量完好；若檢測中發(fā)現(xiàn)存在質(zhì)量問題，應(yīng)及時調(diào)整或者更換設(shè)備。在正式施工之前，可以先嘗試使用樁錘輕敲，觀察PHC的樁身是否垂直、樁架是否安裝到位等，各項準備工作結(jié)束后，正式開始沉樁操作，這一過程需要注意以下幾個方面：其一，在沉樁施工時需加強監(jiān)測，避免因為樁錘或樁架偏移而影響打樁的準確度，及時發(fā)現(xiàn)偏差問題并調(diào)整，才能提高成樁質(zhì)量，尤其第一節(jié)管樁的質(zhì)量非常重要，其垂直偏差度應(yīng)控制在5%以內(nèi)。其二，在高速公路橋梁工程施工中，如果現(xiàn)場地質(zhì)為粉質(zhì)黏土或黏土厚度較強，應(yīng)注意防范管樁不均勻沉降現(xiàn)象；沉樁作業(yè)時采取連續(xù)施工方法，確保一次性完成。其三，PHC管樁施工要嚴格遵循沉樁的順序，控制錘擊樁體的節(jié)奏；由于應(yīng)用錘擊沉樁法施工會發(fā)生擠土效應(yīng)，如果施工現(xiàn)場的地下有很多管線，需要密切觀察沉樁施工中可能產(chǎn)生的擠土位移情況，嚴格控制每天打樁的數(shù)量，避免因沉樁作業(yè)施工強度過大而影響地下管線或破壞周邊環(huán)境。其四，PHC管樁施工中還應(yīng)要避免焊縫脫焊問題，確保作業(yè)過程的接頭焊縫牢固，定期測量PHC管樁的標高水平，避免樁頂上浮或樁頂偏移。

4 管樁在公路橋梁中的靜載檢測技術(shù)

4.1 堆載檢測平臺中心定位控制

加荷系統(tǒng)使用堆載平臺，由于經(jīng)常堆載過程中的噸位大小不一，對堆載平臺不能有效控制，造成堆載平臺產(chǎn)生偏心的情況。在進行試驗時，若目標噸位達不到，則會頂起堆載平臺，進而造成平臺的兩條支柱局部懸空，難以向上傳導壓力，這種問題會使試驗停止。若不重視這種情況，則會造成堆載平臺塌方的不良后果。所以，試驗堆載平臺之前，必須合理有效監(jiān)測好，進而按照其具體可實施性對施工方案進行確定，利用現(xiàn)場裝置堆載反力，對重物中心和平臺中心位置進行調(diào)整，盡量維持二者位置相同，嚴格按照要求盡可能減少誤差。

4.2 保持基準樁的穩(wěn)定性

進行管樁的基樁靜載檢測時，樁頂?shù)奈灰屏恳话闶褂脗鞲衅鬟M行測量。首先必須充分保證穩(wěn)固的基準梁不會受到其他因素的影響，具有較強的穩(wěn)定性。堆載墩基會過重壓在地基上，但是這些壓力也會在一定程度上影響基準樁的穩(wěn)定性，特別是大荷載堆載試驗中誤差較大，對基準樁的穩(wěn)定性也有影響。若現(xiàn)場難以實現(xiàn)檢測要求的條件，則一般可以把基準樁打進較深的土層中，基準樁和被檢測樁和支墩之間具有一段距離，盡可能避免因為地表變動而造成不良后果，維持穩(wěn)定的基準樁。

4.3 做好軟土地基處理避免千斤頂被過載

在基樁靜載試驗進行檢測時，基樁靜載法運用最多。在進行施工時，可能會受到軟土地基等其他地質(zhì)因素的影響，若地基出現(xiàn)這些特殊情形，則可以將加載平臺堆重提前安裝在軟土層地基上，因為軟土層地基難以承受支墩壓力，可能會造成平臺倒塌和事故產(chǎn)生。因此，安裝堆載平臺以前，必須通過碾壓、換填等手段充分加固支墩下地基。保證千斤頂和主梁間的距離適度，避免由于支墩下沉，過重壓在千斤頂上，產(chǎn)生過載，造成加壓壓實不當。此外，在試驗之前，樁頂承受較大的前預(yù)壓，減小試驗時樁頂沉降，使得樁基承載力不能及時正確體現(xiàn)出來。

4.4 邊堆載邊試驗的控制措施

出于避免千斤頂情況產(chǎn)生的目的，可采用邊堆載邊試驗的方法，在荷載不夠時提前試驗，能夠有效防止支墩對地基產(chǎn)生過大壓力，且具有安全風險。若不能準確確定堆載量，則誤差可能也會增大。由于平臺上承載較多重物，通過梁直接傳力給千斤頂，使得樁身下沉，若千斤頂內(nèi)部壓力比油壓小，則產(chǎn)生的壓力在合適的范圍內(nèi)，會通過單向閥傳遞給千斤頂，直至兩者承受相同的壓力，反而言之，若應(yīng)用邊堆載邊試驗的方法，能穩(wěn)定各部荷載后，接著將下一級荷載和前一級堆載準備好。

5 結(jié)束語

總而言之，上述種種因素都會對公路橋梁施工中的PHC管樁施工管理產(chǎn)生影響，并且地質(zhì)狀況、氣候條件、運輸情況、資金情況、政策處理和施工難易程度等外部因素也會影響公路橋梁PHC管樁工程。由此可見，該項管理是一項系統(tǒng)的工程，并且有極大的難度，一方面要將各種外部影響因素考慮在內(nèi)，另一方面要保證管理者的工作穩(wěn)定有序開展，抓好各個環(huán)節(jié)，要將各項事宜落實到位。我國現(xiàn)如今普遍開展了控制和管理公路橋梁施工中PHC管樁應(yīng)用問題的工作，然而在整個工程項目的施工管理依然存在問題。因此，進一步科學有效控制工程施工中的PHC管樁施工管理問題，是現(xiàn)如今公路橋梁施工管理人員亟待解決的重要問題。

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（作者單位：江蘇全泰交通工程有限公司）